TW201242417A - Driving circuit of light emitting diodes having at least one bypass circuit, and driving method thereof - Google Patents

Description

201242417 六、發明說明 【發明所屬之技術領域】 種=:===二極體的驅動電路及其驅動的方法，尤指 一種具有旁路電路的發光二極體的驅動電路及其驅動的方法。 【先前技術】 在照明電路應用中，通常電泝根 仏. ”，、應電路所供應的驅動電壓趨近 於一串發光二極體的跨壓，以減少照 ㈣輯近 體運作在低溫環境時，因為發光 、貝。但當發光二極 所以可能發生電源供應電路所供_驅動;反二 的跨壓，導致照明電路無法正常運作。 、料先-極體 =照^圖，第i圖係為說明發光二極體的順向跨 ^的示思圖。如第1圖所示，發光二極體的順向跨壓隨著、； 上升而降低，’在環境溫度為则，發光二極體== 峨咖叫發光：極〜跨= 路200的不思圖。驅動電路2〇〇包含一電源供應電 聯的發光二極體204。電源供應電路2G2係用以驅 °顆串 光二極體204。在環境溫度為7 ^聯的發 贯九一極體的順向 4 201242417 跨壓係為23.1V(7*3.3V = 23.1V)。但當在環境溫度為_25cc時，7顆 串聯發光二極體的順向跨壓係為25 2V(7*3 6V = 25 2v)。此時，由 於電源供應電路2G2所供應的驅動電壓Vq為24V，所以驅動電路 200無法正常運作，造成7顆串聯的發光二極體2〇4無法正常發光。 在先前技術中，通常是減少一串發光二極體的串聯數目，來降 低-串發光二__向跨壓以避免鶴電路無法在低溫運作。但 減少-串發光二極體的㈣數目的方式會降健動電路在常溫時的 運作效率。糾’亦可_前—轉輯路調整電源供應電路所供 應的驅動電壓，以使電源供應電路所供應的驅動電麵是大於一串 發光二極_軸跨壓。但_前—級轉換電_整賴供應電路 所供應的.鶴電壓會造成前—級轉換電路的效能下降。因此，對於 電路設計者而言，減少-串發光二極體的㈣數目以及儀前一級 轉換電路碰電源供應電路所供應的㈣賴的方式，都不是最好 的選擇。 【發明内容】 本發明的-實施例提供-種具有旁路電路的發光二極體的驅動 電路。該驅動電路包含-電源供應電路、至少—旁路電路及一、田产 監控電路。該電源供應電路_啸供—鶴賴給至少一串^ 二極體；該至少—旁路電路中的每—旁路電路侧以於-環境溫度 低於-駭溫度咖啟；及該溫度監控電路係摘_至少一旁路 電路’用以偵繼it境溫度，當該環境溫度低於該預定溫度時，送 201242417 出一控制訊號至該至少一旁路電路。 ^ 發明的另—實施例提供—種控制發光二極體的驅動電路的旁 。該方法包含_一串發光二極體的環境溫度;判斷 :农、Γ: 一疋否低於一預定溫度;如果該環境溫度低於該預定溫度 a，、—控制訊號；及根據該控制訊號，開啟至少—旁路， 以使5亥串發光二極體之至少_發光二極體的二端短路。 #雷1發I的另—實施例提供—種具有旁路電路的發光二極體的驅 動。5亥驅動電路包含一電源供應電路、至少一旁路電路及一叶 時匕該電源供應電路係用以提供—驅動電壓給至少-祕光二極 至少—旁路電路巾的每—旁路魏個⑽該電源供應電路 時間關閉;及該計時器係用以於該電源供應電路開機 ’送出—控制訊號至該至少—旁路電路，以關閉該至 少一旁路電路。 路電另一實施例提供一種控制發光二極體的_路的旁 、/ 。該方法包含提供—驅動電壓給一串發光二極體 =33給該串發光二極體後i定時間，送出-控制訊號至 路電路，及根據該控制訊號，關閉至少一旁路電路。 其驅提供的一種具有旁路電路的發光二極體的驅動電路及 、、'’係利用一溫度監控電路或-計時器發出一控制訊 201242417 號’以開啟或關閉至少一旁路電路，導致一串發光二極體中至少有 一發光二極體被關閉或被開啟。因此，當一環境溫度低於一預定溫 度時，該電源供應電路所供應的驅動電壓仍可驅動該串發光二極體。 【實施方式】 請參照第3圖’第3圖係為本發明的一實施例說明具有旁路電 路的發光二極體的驅動電路30〇的示意圖。驅動電路3〇〇包含一電 源供應電路302、一旁路電路3〇4及一溫度監控電路3〇6。電源供應 電路302係用以提供一驅動電壓v〇給一串發光二極體，其中一 串發光二極體308包含複數個串聯的發光二極體，而電源供應電路 302可為一降壓型轉換器，例如buck轉換器，或電源供應電路 可為一升/降壓型轉換器，例如Buck_B〇〇st轉換器、Cuk轉換器、§卬化 轉換器、Zeta轉換器、返驰式轉換器(Flyback)、F〇fward轉換器、推 挽式轉換器(Push-Pull)、半橋轉換器_f_Bridge)或全橋轉換器 (Full-Bridge)。但本發明並不受限於驅動電壓v〇僅供給一串發光二 極體308，且不受限於一串發光二極體3〇8僅並聯一旁路電路3〇4。 旁路電路3G4制以於—環境溫度ET低於—預定溫度τ時開啟， 其中旁路電路3〇4係為一 Ν型金氧半電晶體、一 ρ型金氧半電晶體 或一傳輸閘。另外，本發明並不受限於旁路電路3〇4的兩端之間僅 包含一發光二極體3082。溫度監控電路306係耦接於旁路電路3〇4， 用以偵測環境溫度ΕΤ，當環境溫度ΕΤ低於預定溫度τ時，送出一 控制訊號CS至旁路電路304。 201242417 溫度監控電路306包含一分壓電阻3〇62、一熱敏電阻3064及 一比較器3066。分壓電阻3062具有一第一端，用以接收一第一電 壓VDD，及一第二端；熱敏電阻3〇64具有一第一端，耦接於分壓 電阻3062的第二端’及一第二端，耦接於一地端GND;比較器3〇66 具有一第一輸入端，耦接於分壓電阻3〇62的第二端，一第二輸入 端，用以接收一參考電壓VREF，及一輸出端，用以輸出控制訊號 CS。當環境溫度ET為25°C時，熱敏電阻3064具有較小的電阻值， 所以比較器3066的第一輸入端的電位V1小於參考電壓VR£f。此 時’根據控制訊號CS，旁路電路304係為關閉，且一串發光二極體 308上的所有發光二極體皆開啟。當環境溫度£丁為_4〇。(：時，熱敏 電阻3064具有較大的電阻值，所以電位vi大於參考電壓VR£F。 此時’根據控制訊號CS，旁路電路304係為開啟。因此，驅動電壓 Vo仍然會使沒有與旁路電路304並聯之複數個發光二極體維持在開 啟狀態，而只會使與旁路電路304並聯之發光二極體3〇82關閉。另 外，在開啟旁路電路304後，環境溫度ET會因為一串發光二極體 308的開啟而逐漸提升，導致電位VI降至小於參考電壓vr£f。此 時，根據控制訊號CS，旁路電路304被關閉。但本發明並不受限於 當比較器3066的第一輸入端的電位VI小於參考電壓vref時，根 據控制訊號CS，關閉旁路電路304，以及比較器3〇66的第一輸入 端的電位VI大於參考電壓VREF a寺’根據控制訊號cs，開啟旁路 電路304，亦即本發明可當比較器3066的第一輸入端的電位vi大 於參考電壓VREF時’根據控制说说CS ’開啟旁路電路π#，以及 比較器3066的第一輸入端的電位VI小於參考電壓時，根據 201242417 控制訊號CS ’關閉旁路電路304。所以，只要當環境溫度ET低於 預定溫度Τ時，開啟旁路電路304，以及當環境溫度ΕΤ高於預定 溫度Τ時’關閉旁路電路304即屬於本發明之範疇。另外，本發明 亦不受限於環境溫度ΕΤ為25°C和-40°C。 請參照第4圖，第4圖係為本發明的另一實施例說明具有旁路 電路的發光二極體的驅動電路400的示意圖。驅動電路400包含一 電源供應電路402、一旁路電路404及一溫度監控電路406。溫度監 控電路406包含一比較器4062及一控制單元4064。比較器4062係 用以偵測電源供應電路4〇2内的一電感4022的直流阻抗40222所產 生的一跨壓VD。比較器4062根據跨壓VD和一預定值，輸出一致 能訊號ES。控制單元4〇64係用以於接收致能訊號ES時，且根據 致能訊號ES，輸出控制訊號CS關啟旁路電路4〇4。另外，本發 明並不受限於旁路電路404的兩端之間僅包含一發光二極體4〇82。 田％蜒皿度ET為25°C時，電感4022的直流阻抗40222所產生的跨 堅VD大於顧疋值，所以比較器4〇62不會輸出致能訊號至控 制單元4〇64。此時，旁路電路彻係為關閉且一串發光二極體權 上的所有發光二極體皆開啟。當環境溫度Ετ為_贼時，電感觀 的直流阻抗40222所產生的跨壓VD小於該預定值，所以比較器 鄕2輸出致能訊號ES至控制單元鄕心導致旁路電路姻被開啟。 此時，驅動電壓Vo仍然大於一串發光二極體.的跨壓，且一串 發光二極體柳中的發光二極體術被_。但本發明並不受限於 當跨屢VD大於該預定值時，比較器不輸出致能訊號烈，以 201242417 及田跨壓VD小於該預定值日寺，比較器4〇62輸出致能訊號烈，也 就是說本發明亦可於當跨壓VD纽顏定_，錄器術輸出 致能訊號ES，以及當跨壓VD小於該就值時，備不輸 出致能訊號ES。所以，只要當環境溫度ET低於就溫度τ時，開 啟旁路電路404,以及當環境溫度灯高於預定溫度了時，關閉旁 路電路404即屬於本發明之範嘴。另外，電源供應電路術、旁路 電路404及-串發光二極體4〇8的操作原理和電源供應電路啦、 旁路電路304及-串發光二極體观的操作原理皆相同，在此不再 贅述。此外’本發明並衫限於—串發光二極體僅並聯一旁路 電路404 ’且亦不受限於環境溫度ET為25°C和-40。(：。 "月參照第5 @，第5圖係為本發明的另_實施例說明具有旁路 電路的發光二極體的驅動電路郷的示意圖。驅動電路·包含一 電源供應電路502、-旁路電路5〇4及一溫度監控電路5〇6。溫度監 控電路506包含-練電阻遞及—熱敏電阻漏，其中控制^ 號CS係為熱敏電阻5064的第一端的電壓。分壓電阻觸具有一 第-端，肋接收驅動链VQ ’及―第二端；熱敏餘顺罝有 一第；端’祕於分壓電阻遍的第二端，及-第二端。旁路電路 504係為-石夕控整流器⑽c〇n c〇咖_取餘r，sCR)，旁路電路 504具有-第-端，輕接於分壓電阻5〇62的第二端，一第二端，雜 接於熱敏電阻漏㈣二端，及―第三端。另外，本伽並不受限 於旁路電路504的兩端之間僅包含一發光二極體蕭。當環境溫度 ET為坑時，熱敏電阻5G64_且值較小，所以紐電阻聰 201242417 的第—端的電她小，導致旁路電路5G4關閉。此時，—串 極體508上的所有發光二極體皆開啟。當環境溫度灯為俄時y 熱敏電阻5064的電阻值較大’所以熱敏電阻篇的第一端的 較大，導致旁路電路504被開啟。此時，一串發光二極體· 發先-極體5082被關閉，因此，驅動電堡％仍然大於一串 極體5〇8的跨塵。但本發明並不受限於旁路電請的兩端之間: 娜和電源蝴㈣及_ 鳩-串發光二極體 汉¥發先一極體308的操作原理相同， 費述。此外，本發明並不受限於一串發光二 聯一旁路電路504，且亦不受限於環境溫度ΕΤ為坑和峨。 請參照第6圖，第6圖係為本發明的另一實施例說明具有旁路 =路的發光二極體的驅動電路_的示意圖。驅動電路_ 電源供應電路·…旁路電路_及―計時器_。旁 糸用以於電源供應電路_機後—狀時間ρτ關閉。計辆_ 係用以於電賴應電路6G2 _後預定時間ρτ，送出—控觀 cs^ ^ 604,, „ 604, 6〇8 所有發先一極體皆開啟。但本發明並不受限於旁路電路_的 Η一旁路電路撕。另外，電源供應電_、旁路電路604 及-串發光二極體的操作原理皆和電源供應電路3〇2、旁 路304及-串發光二極體的操作原理相同，在此不再費述。 11 201242417 請參照第7圖’第7圖係為本發明的另一實施例說明控制發 二極體的驅動電路的旁路電路的方法之流程圖。第7圖之方法: 用第3圖的驅動電路3〇〇說明，詳細步驟如下： 步驟700 :開始； 步驟702 ··溫度監控電路3〇6偵測一串發光二極體3〇8的環境溫度 ET ； 又 步驟7〇4 .溫度監控電路3〇6判斷環境溫度Ετ是否低於預定溫度 Τ如果疋，進行步驟;如果否，跳回步驟; 步驟706 ·溫度監控電路3〇6送出控制訊號cs至旁路電路删； 步驟观：根據控制訊號cs ’開啟旁路電路3〇4，以使與旁路電路 304並聯的發光二極體3082的二端短路，跳回步驟7〇2。 在步驟706中，溫度監控電路3〇6並不受限於當環境溫度 低於預定溫度τ時，送出控制訊號08至旁路電路3〇4。只要當環 i兄溫度ΕΤ低於預定溫度τ時，開啟旁路· ，以及當環境溫 度ΕΤ高於預定溫度τ時，關閉旁路電路3〇4即可。但本發明並不 受限於一串發光二極體308僅並聯一旁路電路3〇4。在步驟7〇8中， 根據控制訊號cs，開啟旁路電路304，因此，發光二極體3〇82的 二端短路，導致發光二極體3082被關閉。但本發明並不受限於旁路 電路304的兩端之間僅包含發光二極體3082。 。月參照第8圖，第8圖係為本發明的另一實施例說明控制發光 12 201242417 .二極_驅動電路的旁路電路 用第6圖的，路_說明，詳=:第8 一 步驟800 :開始； 步驟·電源供應電路6〇2開啟旁路電 H串發光二__. 越供驅動電壓 步驟綱：提供驅動電壓％給—串贱二極體 pt，計時器606送出控制訊就 疋時間 步驟8〇6:根據控制訊⑽，_旁路電物4 氣 步驟808 :結束。 在步驟802中，當電源供應電路602-開始提供驅動 給-串發光二極體議時，旁路電路係為開啟。在步驟= 提供驅動賴VG給―串發光二極體_彳_日，根據= 益_發出的控制訊號cs，關閉旁路電路604即可。此時，寺 光二極體6G8之發光二極體㈣#二端短路，導致發光二極體6= 被關閉。但本發明並不受限於—串贱二極體_僅並聯—旁路 路604 ’亦不受限於旁路電路604的兩端之間僅包含發光二極 6082。 綜上所述’本發明所提供的具有旁路電路的發光二極體的驅動 電路及其驅動的方法’係利用溫度監控電路或計時器發出控制气 5虎’以開啟或關閉至少一旁路電路’導致一串發光二極體中至小有 13 201242417 發"極體被關閉或被開啟。因此，當環境溫度低於預定溫度時， 電源供應電路所供應_動電壓仍可驅動—串發光二極體。 乂上所述僅為本發明之較佳實施例’凡依本發明冑請專利範圍 所做之均等變化與_，皆關本發明之涵蓋範圍。 【圖式簡單說明】 第1圖係為說明發光二鋪醜向跨壓和溫度成反比的示意圖。 第2圖係為先前技術說明發光二極體的驅動電路的示意圖。 第3圖係為本發_—實酬綱具有旁路電路的發光二極體的驅 動電路的示意圖。 第4圖係為本發_另-實關制具有旁路電_發光二極體的 驅動電路的示意圖。 第5圖係為本發明的另—實施織明具有旁路電賴發光二極體的 驅動電路的示意圖。 第6圖係為本發明的另一實施例說明具有旁路電路的發光二極體的 驅動電路的示意圖。 第7圖係為本發明的另一實施例說明控制發光二極體的驅動電路的 旁路電路的方法之流程圖。 第8圖係為本發明的另一實施例說明控制發光二極體的驅動電路的 旁路電路的方法之流程圖。 【主要元件符號說明】 201242417 200、300、400、500、600 202、302、402、502、602 304、404、504、604 306、406、506 204、308、408、508、608 606 3062 、 5062 3064 、 5064 3066、4062 3082、4082、5082、6082 4022 40222 4064 VDD GND VIcs Vo ES 700 至 708、800 至 808 驅動電路 電源供應電路 旁路電路 溫度監控電路 一串發光二極體 計時器 分壓電阻 熱敏電阻 比較器 發光二極體 電感 直流阻抗 控制單元 第一電壓 地端 電位 控制訊號 驅動電壓 致能訊號 步驟 15

Claims (1)

1. 201242417 七、申請專利範圍： 1. 一種具有旁路電路的發光二極體的驅動電路，包含· 一電源供應電路，用以提供一驅動電壓給至少一串發光_ η _ 至少-旁路電路，該至少-旁路電路中的每―私電路 體; 於一環境溫度低於一預定溫度時開啟；及 、 用以偵測該環境 送出一控制訊號 '/m度監控電路，搞接於該至少一旁路電路， 溫度，當該環境溫度低於該預定溫度時， 至該至少一旁路電路。 2. 如請求項1所述之驅動電路，其中該 型轉換器。 電源供應電路係為-降壓 3. 如晴求項1所述之驅動電路，其中該雷 供應電 壓型轉換器。 你為一升/降 4. 如清求項1所述之驅動電路，其中該旁故 X路電路係為 半電晶體。 N型金氧 如請求項1所述之驅動電路，其中該旁 半電晶體。 路電路係為一 P型金氧 6.如請求項1所述之驅動電路，其中兮卷 傳輸閘 ，路電路係為 201242417 .7.如請求項丨所述之驅動電路，其中該溫度監控電路包含： -分壓電阻，具有一第一端，用以接收一第一電塵，及一第二 端； -熱敏電阻’具有—第—端，祕於該分壓電阻的第二端，及 一第二端’耗接於一地端；及 比較器，具有—第—輸人端，麵接於該分壓電阻的第二端， 一第二輸人端，用以接收—參考電壓，及-輸出端，用以 輸出該控制訊號，其中該比較器係根據該該比較器的第一 輸入端的電壓和該參考f壓時，輸出該控制訊號。 8. 如請求項1所述之驅動電路，其中該溫度監控電路包含： -比較器’用以偵測該電源供應電路内的—電感的直流阻抗所 產生的一跨壓，並根據該跨壓和一預定值，輸出一致能訊 號；及 ° -控制單元，用以於接收該致能訊號時，輸出該控制訊號。 9. 如請求項1所述之驅動電路，其中該溫度監控電路包含： 一分壓電阻，具有一第一端，用以接收該驅動電壓，及一第一 端；及 — 一熱敏電阻，具有一第一端，耦接於該分壓電阻的第二端，及 一第二端； 其中該控制訊號係為該熱敏電阻的第一端的電壓。 17 201242417 10.如請求項9所述之驅動電路，其中該旁路電路係為一矽控整流 器(siliC〇n_co_lledrectifler，SCR)，該矽控整流器具有一第一 端，耗接於該分壓電阻的第二端，一第二端，鶴接於該熱敏電 阻的第二端’及-第三端，其中該雜整流器的第二端與第三 端之間包含至少一發光二極體。 11. -種控制發光二極體的驅動_的旁路電路的方法，包含： 偵測一串發光二極體的環境溫度； 判斷該環境溫度是否低於一預定溫度； 如果該環境溫度低於該預定溫度時，送出一控制 根據該控制訊號，開啟至少-旁路電路，以使該串發光二極體 之至少一發光二極體的二端短路。 12.如請求項11所述之方法，另包含： 如果該環境溫度高於該預定溫度時，關閉該至少一旁路電路。 -種具有旁路電路的發光二極_驅動電路包含： ^源:應電路，用以提供—驅動電壓給至少—串發光二祕; 二=該至少一旁路電路令的每-旁路電路係用以 於該電源供應電路職後—___;及 一^’肋於職源供應電路__默咖，送出〆 制峨至該至少—旁路電路，__至少-旁料路。 201242417 14. 如請求項1或13之驅動電路，其中每一串發光二極體並聯至少 一旁路電路。 15. —種控制發光二極體的驅動電路的旁路電路的方法，包含： 提供一驅動電壓給一串發光二極體； 提供該驅動電壓給該串發光二極體後一預定時間，送出一控制 訊號至至少一旁路電路；及 根據該控制訊號，關閉至少一旁路電路。 八、圖式： c 19